Gasporosität

Gasporosität ist der Anteil des Volumens eines Festkörpers, der von Gasen eingenommen oder durchdrungen werden kann. Sie beschreibt die Porengröße und -verteilung aus der Sicht eines bestimmten Gases und gilt als Maß für die Zugänglichkeit der Poren unter den jeweiligen Temperatur- und Druckbedingungen. Im Gegensatz zur Gesamtporosität umfasst die Gasporosität nur die Poren, die durch Gasmoleküle erreichbar sind; geschlossene Poren bleiben unzugänglich und tragen nicht zur Gasporosität bei.

Die Bestimmung erfolgt typischerweise durch Gasadsorption und -desorption (zum Beispiel Stickstoff oder Argon bei 77 K, CO2 bei höheren Temperaturen). Aus den Isothermen lassen sich Porengrößenverteilungen, Oberflächenbereiche und der zugängliche Porenraum ableiten (Beispiele: BET- oder BJH-Verfahren). Gaspycnometrie dient der Bestimmung des Porenvolumens, das für Gaszugänge zugänglich ist, und ermöglicht eine Abgrenzung von geschlossenen Poren. Weitere Methoden wie Quecksilberinjektion werden in bestimmten Systemen ebenfalls verwendet, um Unterschiede zwischen offenen und geschlossenen Poren zu charakterisieren.

Gasporosität ist relevant für Gasdiffusion, Adsorption, Katalyse, Energiespeicherung, Bauwerkstoffe und Geologie. In Aktivkohle, keramischen Materialien, Gesteinen und Böden bestimmt sie die Durchlässigkeit und Speicherkapazität für Gasarten wie Luft, Wasserstoff oder Kohlenwasserstoffe. Sie beeinflusst ferner die Wirksamkeit von Katalysatoren und porösen Bauteilen in Energiespeicher- oder Sensorsystemen. Gasporosität ergänzt andere Porositätsmaße wie Gesamt-, offene und geschlossene Porosität. Sie hängt von Temperatur, Druck, Gasgröße und der Beschaffenheit der Porenoberfläche ab.